Pädiatrische Zelle atlas Karte single-cell-änderungen für eine tiefere Sicht der Kind-Gesundheit und Krankheiten
Biomedizinische Forscher planen, erstellen der Pädiatrischen Zelle-Atlas (PCA), eine leistungsstarke neue Ressource für feinkörnige wissenschaftlichen Verständnis der menschlichen Wachstum und Entwicklung. Zeichnung auf dramatische jüngste Fortschritte in der Technologie der Atlas bietet einen beispiellosen Einblick in die einzigartige Biologie der Kinder durch benchmarking gesunden und abnormalen Geweben auf der Ebene von einzelnen Zellen-die grundlegenden Einheiten der Biologie.
„Kinderärzte sind vertraut mit dem mantra, dass“ Kinder sind nicht einfach kleine Erwachsene,“ sagte ersten Autor Deanne M. Taylor, PhD, Direktor von Bioinformatik im Department of Biomedical und medizinische informatik am Krankenhaus der Kinder von Philadelphia (CHOP) und ein Forschungs-Assistent professor für Pädiatrie in der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania. „Kinder-Krankheiten, Symptome, Ergebnisse und Therapien sind oft altersabhängig, zusammen mit unterschieden in der Physiologie, Präsentation und Droge Reaktionen im Vergleich zu denjenigen, die bei Erwachsenen. Mit diesem Atlas haben wir ein standard-reference-tool zeigt, in verschiedenen Altersstufen, welche Zellen sind, die die Arbeit machen für ein Kind, um gesund groß werden.“
Taylor ist der erste und entsprechende Autor der open-access-Perspektive Artikel auf der PCA in der Fachzeitschrift Developmental Cell, online-März 28. Ihr Erster co-Autoren sind Bruce J. Aronow, PhD, von der Abteilung der Biomedizinischen informatik an der Cincinnati Kinder-Hospital Medical Center und CHOP-Forscher Kai Tan, PhD, auch von Penn-Medizin. Andere co-Autoren repräsentieren Boston Children ’s Hospital, Children‘ s National Medical Center, Beatrix Children ‚ s Hospital und des National Institutes of Health, unter mehreren anderen Institutionen. Die PCA, fügte Taylor, zielt darauf ab, gemeinsam eine Globale Koalition für Pädiatrische Forscher zu schaffen, die diese high-definition-Ansicht der Gesundheit der Kinder.
Die meisten Eltern sind vertraut mit Wachstum charts, auf denen ein Kinderarzt in regelmäßigen Abständen meldet sich ein Kind die Höhe und Gewicht im Vergleich zu den nationalen Durchschnittswerten. Die PCA wird kompilieren age-matched-Bahnen der Gewebe-und organ-Entwicklung bei gesunden Kindern, die Referenzierung von Kennzahlen-Muster in Zell-Differenzierung und Zell-Signalisierung. Diese Bahnen bieten einen standard für die Forscher besser verstehen, Wann und wie Kinderkrankheiten Abweichungen von diesen mustern, weil der genetische Einflüsse, Umweltfaktoren oder beides.
Insgesamt Unterstützung für die Pädiatrische Forschung hinkt hinter der Unterstützung für die Erwachsenen-Gesundheits-Forschung, mit einer entsprechenden Verzögerung bei Durchbruch der biomedizinischen Entdeckungen und translation in die klinische Behandlungen für Kinder.
Während der Bewältigung dieser Inkongruenz mit Ihren eigenen robustes pediatric research program, HACKEN auch Orte, die Ihre Arbeit in einen breiteren Kontext der Lebensdauer der Medizin — die Anerkennung, die das Fortschreiten von Krankheit und Gesundheit über eine fetal-zu-Erwachsenen-Kontinuum. Viele lebenslange chronische Krankheiten, wie diabetes, asthma und neuropsychiatrische Störungen, werden erst deutlich, während der kindheit oder Adoleszenz, also die Gestaltung oder die Verbesserung der Interventionen während der kindheit führen könnten lebenslange Vorteile. Die PKA würde wichtige Hinweise für die Förderung solcher Bemühungen.
Historisch gesehen, haben die Forscher extrahierten viel zelluläre und genetische Daten von bulk-Gewebe-Proben durch Messung der aktiven Gene und Proteine. Die verfügbaren bulk-Daten Messungen mit niedriger Auflösung, in Ihrer Fähigkeit zu erfassen die Vielfalt der Zelltypen, Zell-Aufgaben-und Zell-Stadien. „Wir können nicht davon ausgehen, dass alle Zellen in einem Gewebe, oder sogar einen Abschnitt von Gewebe, sind dabei die gleichen Arbeitsplätze“, sagte Taylor. „Einige Zelltypen, wie Stammzellen, die vorhanden sein können, die in sehr geringen zahlen, kann aber die Durchführung wichtiger Aufgaben. Zellen können auch unterschiedliche Aufgaben in den verschiedenen Phasen, aber diese details können verloren gehen in dem Lärm, der von bulk-Daten.“
Single-cell-Analysen, im Gegensatz dazu, getrennte Gewebe in einzelne Zellen und analysieren jede cell molecular signature. Technologien, die verfügbar sind in den letzten Jahren kombinieren next-generation-sequencing-und Massiv-parallele Verarbeitung, wie die RNA-Sequenzierung einzelner Zellen. Einzel-Zell-Studien, sagte Taylor, öffnen Sie ein high-definition-Ansicht der zellphysiologie und Funktion, erweitern die wissenschaftlichen Kenntnisse über Gesundheit und Krankheit-insbesondere während der dynamischen kindheit-Zeit, wenn Wachstum und Entwicklung sind im Gange.
Die PCA wird Teil eines breiteren internationalen Konsortium, das die Menschliche Zelle-Atlas (HCA), der seinen ersten planungsgespräch im Jahr 2016. Zwei der co-Gründer des HCA-initiative, Dr. Aviv Regev von der Broad Institute, und Dr. Sarah Teichmann, vom Wellcome Sanger Institute, sind co-Autoren der aktuellen PCA-Papier.
Die PCA-Daten freigeben der Mitglieder untereinander und mit anderen Forschern weltweit. Es wird auch zum speichern von Daten in der HCA-repository, sagte Taylor mit den damit verbundenen biobanken und Datensammlungen in verschiedenen Zentren der biologischen Forscher. Als die PCA nach vorne bewegt, entwickelt es seine gesamte Organisation, Daten, Systeme und mehrere Projekte, einschließlich pilot-Studien, die von bestimmten Organen und Bereichen Krankheit, wie Krebs bei Kindern.
„Schließlich, Forscher würden nutzen das wissen von single-cell-Daten in ein tieferes Verständnis der Organentwicklung und-Funktion, um besser zu informieren, Präzision der Behandlungen Voraus, die Gesundheit der Kinder“, ergänzt Taylor.